JP5728199B2

JP5728199B2 - ピューレ状食品の製造装置及びピューレ状食品の製造方法

Info

Publication number: JP5728199B2
Application number: JP2010253055A
Authority: JP
Inventors: 眞人疋田
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP2012100598A

Description

本発明は、所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕することで固形分を含んだ原料を生成し、固形分の粒子を微粒子化することで製造するピューレ状食品の製造装置及びピューレ状食品の製造方法に関する。

野菜などを原料とする飲料として、野菜を粉砕することで製造される野菜ピューレ状飲料が各種提供されている。野菜ピューレ状飲料は、野菜そのものを摂取している食感が得られると同時に、栄養価が高いものとなっている。

このような野菜ピューレ状飲料は、図３に示すように、原料である野菜を洗浄する工程（Ｓ１１）、この野菜を所定のサイズにカットするカッティング工程（Ｓ１２）、野菜を９５℃程度の熱水中で約５〜１０分間加熱することで酵素失活・殺菌するブランチング工程（Ｓ１３）、野菜をペースト状の原料に粗砕する粗砕工程（Ｓ１４）、ペースト状に粗砕された原料に含まれている固形分子の粒径を最大粒度１００μｍ以下（ナノレベル）に超微粒子化する磨砕工程（Ｓ１５，Ｓ１７）などを経て製造される。

前記磨砕工程（Ｓ１５，Ｓ１７）では、図４に示すような製造装置が使用される。この製造装置は、第１バランスタンク１０１、脱気タンク（デアレター）１０２、第２バランスタンク１０３、微粒子化手段１０４、冷却手段１０５、ストレージタンク１０６が上流側から下流側へ第１パイプ１１０によって直列に接続されている。

そして、第１パイプ１１０には、第１バランスタンク１０１と脱気タンク１０２との間に第１送液ポンプ１１１が接続され、脱気タンク１０２と第２バランスタンク１０３との間に液抜出ポンプ１１５が接続され、第２バランスタンク１０３と微粒子化手段１０４との間に第２送液ポンプ１１２が接続され、ストレージタンク１０６の下流側に第３送液ポンプ１１３が接続されている。

さらに、第１パイプ１１０には、第２送液ポンプ１１２と微粒子化手段１０４との間に上流側切替バルブ１２１が接続され、冷却手段１０５とストレージタンク１０６との間に下流側切替バルブ１２２が接続されている。

そして、下流側切替バルブ１２２と上流側切替バルブ１２１との間には、第２パイプ１２０が接続され、この第２パイプ１２０には予備切替バルブ１２３と第３バランスタンク１０７と第４送液ポンプ１１４とが接続されている。さらに、予備切替バルブ１２３と第２バランスタンク１０３とは、第３パイプ１３０が接続されている。

そして、微粒子化手段１０４としては、高圧ホモゲナイザー又は高速衝突式粉砕機（商品名「ナノマイザー」）が使用される。また、脱気タンク１０２には、真空発生ポンプ１０８が接続されている。

このように構成された製造装置によって野菜ピューレ状飲料を製造するには、まず、前記粗砕工程（Ｓ１４）によってペースト状に生成された原料が第１バランスタンク１０１に貯液される。この原料は、第１送液ポンプ１１１によって脱気タンク１０２内に送られ、脱気される。ただし、脱気タンク１０２に接続された真空発生ポンプ１０８では、原料中の溶存気体を２〜３ｐｐｍ以下にすることができない。

そして、脱気タンク１０２によって不十分に脱気された原料は、液抜出ポンプ１１５によって第２バランスタンク１０３に貯液される。また、上流側切替バルブ１２１は、第１パイプ１１０が第２バランスタンク１０３と微粒子化手段１０４とを連通した状態として、第２バランスタンク１０３内の原料が第２送液ポンプ１１２によって微粒子化手段１０４に送られ、磨砕される（Ｓ１６）。

微粒子化手段１０４では、原料中の溶存気体が２〜３ｐｐｍ以下とされていないことから、必要な処理圧力（例えば１００ＭＰａ）を加えることができない。原料中の溶存気体が２〜３ｐｐｍ以下でないにもかかわらず、例えば１００ＭＰａ以上の圧力を加えると、原料の体積が小さくなることで、キャビテーションが発生し、微粒子化手段１０４が損壊してしまうからである。

したがって、第２バランスタンク１０３から送られた原料は、まず、微粒子化手段１０４において５０ＭＰａ程度の処理圧力が加えられ、１回目の磨砕がされる（Ｓ１６）。この原料は、高温になるが、冷却手段１０５によって冷却される。そして、下流側切替バルブ１２２によって、冷却手段１０５と第３バランスタンク１０７とが第２パイプ１２０によって連通し、１回目の磨砕がされた原料は、第３バランスタンク１０７へ送られる。

そして、上流側切替バルブ１２１が切り替えられ、第３バランスタンク１０７内の原料が第２パイプ１２０から微粒子化手段１０４に送られる。このとき、第２バランスタンク１０３内の原料は、微粒子化手段１０４に送られない。そして、原料は、微粒子化手段１０４において、必要な処理圧力（例えば１００ＭＰａ）が加えられ、原料中の固形分粒子が１００μｍ以下の粒度まで磨砕される（Ｓ１７）。

この２回の磨砕がされた原料は、粘稠原料となり、冷却手段１０５によって冷却される（Ｓ１８）。また、下流側切替バルブ１２２が切り替えられ、粘稠原料は、冷却手段１０５からストレージタンク１０６に送られる。

なお、青野菜ピューレ及びその製造方法並びに該野菜ピューレを含有する食品についての発明が特許文献１に記載されている。また、大豆粉と溶媒とを混合した大豆混合液を、６０ＭＰａ以上の圧力でもって、細管内を通過させ、大豆混合液中の大豆粉を微細化する豆乳の製造方法についての発明が特許文献２に記載されている。

国際公開第ＷＯ００／２２９４１号特開２０１０−１４８３７３号公報

図４に示した製造装置にあっては、原料中の溶存気体が２〜３ｐｐｍ以下とされていないことから、原料が微粒子化手段１０４と冷却手段１０５において２回以上の加圧と冷却が繰り返される（Ｓ１５〜Ｓ１８）。このような原料から生成された粘稠原料は、物理的、化学的なダメージを受けて変質してしまい、この粘稠原料から製造されたピューレ状食品は、品質が良好でないものとなっている。

そこで、本発明は、原料に物理的、化学的ダメージを与えることなく粘稠原料を生成することができるようにしたピューレ状食品の製造装置及びピューレ状食品の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るピューレ状食品の製造装置は、所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕することで固形分を含んだ原料を生成し、該原料に圧力を加えることで磨砕し、固形分粒子を微粒子化した粘稠原料を生成するためのピューレ状食品の製造装置であって、前記原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気された原料に圧力を加えて磨砕することで、原料中の物質の粒径をナノレベルに超微粒子化した粘稠原料を生成する微粒子化手段と、前記脱気手段と該微粒子化手段とを気密に接続したパイプであって、前記脱気手段によって溶存気体が脱気された原料を微粒子化手段に送るパイプと、を備え、前記微粒子化手段は、パイプから送られた原料を密閉流路内で磨砕するように構成されることを特徴としている。

このピューレ状食品の製造装置によれば、脱気手段が、原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気することで、微粒子化手段が脱気された原料に任意の大きさの圧力を加え、１回の磨砕によって変質していない粘稠原料を生成することができる。

また、前記本発明に係るピューレ状食品の製造装置において、前記微粒子化手段は、脱気された原料を乱流させ、衝撃波を発生させることで原料を磨砕する流路を備えていることが好ましい。

このピューレ状食品の製造装置によれば、微粒子化手段が脱気された原料を乱流させ、衝撃波を発生させる流路を備えていることにより、原料中に異物が発生したり混入したりすることがなく、また、均質な粒径の粘稠原料を生成することができる。

また、本発明に係るピューレ状食品の製造方法は、所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕することで固形分を含んだ原料を生成し、該原料に圧力を加えることで磨砕し、固形分粒子を微粒子化した粘稠原料を生成する工程を含むピューレ状食品の製造方法であって、所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕して生成された原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気する脱気工程と、脱気された原料を気密状態で送る工程と、脱気された原料に圧力を加えて密閉流路内で磨砕することによって原料中の物質の粒径をナノレベルに超微粒子化した粘稠原料を生成する磨砕工程とを含むことを特徴とするピューレ状食品の製造方法。

このピューレ状食品の製造方法によれば、脱気工程で所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕して生成された原料中の溶存気体が、原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気することで、磨砕工程で脱気された原料に任意の大きさの圧力を加え、変質していない粘稠原料を生成することができる。

また、前記本発明に係るピューレ状食品の製造方法において、前記磨砕工程では、脱気された原料に１回のみ圧力を加えることが好ましい。

このピューレ状食品の製造方法によれば、磨砕工程で、脱気された原料に１回のみ圧力を加えることで、物理的ダメージや化学的ダメージが加えられていない、すなわち、変質していない粘稠原料を生成することができる。

本発明によれば、変質していない粘稠原料を生成することができるピューレ状食品の製造装置及びピューレ状食品の製造方法が提供されることにより、この粘稠原料から良質なピューレ状食品を製造することができる。

本発明に係るピューレ状食品の製造装置の一実施形態を示す概略図である。本発明に係るピューレ状食品の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。従来のピューレ状食品の製造方法の一例を示すフロー図である。従来のピューレ状食品の製造装置の一例を示す概略図である。

本発明に係るピューレ状食品の製造装置及びピューレ状食品の製造方法の一実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。ピューレ状食品は、ジュースのような飲料や料理の材料、離乳食などとして使用されるが、ここでは、例えば、20％の人参の40％の米と15％の牛乳と25％の水とを調合した主原料にオリゴ糖などの副資材とを調合した飲料の製造について説明する。

このピューレ状食品の主原料は、従来と同様（図３参照）、まず原料である人参を洗浄する洗浄工程、この人参を所定のサイズにカットするカッティング工程、カットされた人参を９５℃程度の沸騰水中で約５〜１０分間加熱することで酵素失活・殺菌するブランチング工程、加熱された人参を粗砕する粗砕工程、粗砕された人参に含まれている固形分子の粒径を１００μｍ以下（ナノレベル）に超微粒子化した粘稠原料を生成する磨砕工程を経て製造される。

ただし、この実施形態は、粗砕工程おいて粗砕された人参と、別途に液化された米とを調合した液状の調合原料（以下、「調合原料」という。）を研磨工程において使用する製造装置及び製造方法に係る。

この製造装置は、調合原料を一旦、貯液するバランスタンク１、調合原料を脱気する脱気手段である脱気ポンプ２、脱気された調合原料に圧力を加えて磨砕することで、調合原料中の物質の粒径をナノレベルに超微粒子化した粘稠原料を生成する微粒子化手段３、粘稠原料を冷却する冷却手段４、冷却された粘稠原料を貯液するストレージタンク５を上流側から下流側へパイプ１０によって直列に接続している。

そして、バランスタンク１と脱気ポンプ２とを接続しているパイプ１０には、調合原料が所定の圧力で微粒子化手段３に送られるようにするための送液ポンプ１１が接続されている。したがって、脱気ポンプ２と微粒子化手段３とを接続しているパイプ１０には、圧力指示調節計１４が接続され、この圧力計に計測された調合原料の水圧が送液ポンプ１１にフィードバックされことで、バランスタンク１に貯液された調合原料が一定の圧力で微粒子化手段３に送るようにされている。

ただし、脱気ポンプ２が補助的に調合原料を一定圧に微粒子化手段３に送出するようにしてもよい。脱気ポンプ２は、バランスタンク１から送出された調合原料が流入する吸込口、真空ポンプ１２に接続された排気口、脱気された調合原料が流出する吐出口を有し、吸込口に流入する調合原料中の溶存気体が真空ポンプ１２の減圧作用によって析出し、吐出口から流出する調合原料中の溶存気体を２〜３ｐｐｍ以下とする機能を備えたものが使用される。

そして、微粒子化手段３としては、例えば、高圧ホモゲナイザー又は高速衝突式粉砕機（商品名「ナノマイザー」）を使用する。高速衝突式粉砕機は、例えば、入口と出口との間に密閉流路を設け、この密閉流路において調合原料を１〜２０ｍ／ｓの流速で流し、脈動流れに基づく流体音響効果により、１００ＭＰａ以上の処理圧力を調合原料に加え、調合原料中の固形分粒子を１００μｍ以下の粒径に微砕する（ナノレベルに超微粒子化する）ことで粘稠原料を生成する。

そして、冷却手段４は、粘稠原料が流れる流路とチルド水が流れる流路とを交互に設けた熱交換器である。冷却手段４によって冷却された粘稠原料は、ストレージタンク５に貯液される。また、ストレージタンク５の下流側のパイプ１０には、粘稠原料送液ポンプ１３が接続されている。

この製造装置は、以上のように構成され、次に、ピューレ状食品の製造方法について説明する。

ピューレ状食品を製造するには、洗浄工程、カッティング工程、ブランチング工程、粗砕工程（Ｓ１５）を経てペースト状に粗砕された人参と、別途に液化された米とを調合した調合原料がバランスタンク１に貯液される（Ｓ２１）。この調合原料は、溶存気体と固形分を含んでいる。

そして、調合原料は、送液ポンプ１１により、所定の圧力をもって脱気ポンプ２に送られる。脱気ポンプ２では、調合原料に含まれている溶存気体が２〜３ｐｐｍ以下にされる（Ｓ２２）。この脱気された調合原料は、脱気ポンプ２から所定の圧力で微粒子化手段３に送られる。

すなわち、脱気ポンプ２と微粒子化手段３との間のパイプ１０中を流れている調合原料の圧力が圧力指示調節計１４で計測され、この圧力が所定の圧力よりも低いときは、送液ポンプ１１の出力を上げ、所定の圧力よりも高いときは出液ポンプの出力を下げ、補助的に脱気ポンプ２の出力を調整することで、微粒子化手段３には所定の圧力の調合原料が流入する。

そして、調合原料は、微粒子化手段３において、１００ＭＰａ以上の処理圧力が加えられ、調合原料中の固形分粒子が１００μｍ以下のナノレベルに超微粒子化されることで、粘稠原料が生成される（Ｓ２３）。微粒子化手段３は、脱気ポンプ２において調合原料中の溶存気体が２〜３ｐｐｍ以下とされていることにより、１００ＭＰａ以上の処理圧力を加えても、キャビテーションが発生せず、微粒子化手段３は損壊しない。

したがって、調合原料は、微粒子化手段３を１回通過するだけであるため、物理的なダメージを受けていない粘稠原料となる。ただし、この粘稠原料は、高温となっているため、冷却手段４によって冷却される。粘稠原料は、冷却手段４を１回通過するだけであるため、化学的ダメージも受けない。

そして、この物理的、化学的ダメージを受けていない粘稠原料は、ストレージタンク５に貯液され、送液ポンプ１１によって後工程に送られる。すなわち、粘稠原料は、牛乳、オリゴ糖そして水が調合された混合物となり（Ｓ２４）、この混合物は殺菌される（Ｓ２５）。この殺菌においては、調合原料の溶存気体が脱気ポンプ２によって２〜３ｐｐｍ以下とされていることから、溶存気体による酸化が起きず、品質が劣化しない混合物を製造することができる。この混合物は、タンク（図示せず）に貯液され（Ｓ２７）、ボトルに充填され、ラベリングや検査などを経て商品として出荷される。

なお、本発明は、前記実施の形態に限定することなく、種々変更することができる。例えば、原料は、人参以外のピーマンやケールなどの野菜を使用し、また、牛乳や水以外の液体などを調合してもよい。

２……脱気手段（脱気ポンプ）
３……微粒子化手段

Claims

所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕することで固形分を含んだ原料を生成し、該原料に圧力を加えることで磨砕し、固形分粒子を微粒子化した粘稠原料を生成するためのピューレ状食品の製造装置であって、
前記原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気された原料に圧力を加えて磨砕することで、原料中の物質の粒径をナノレベルに超微粒子化した粘稠原料を生成する微粒子化手段と、前記脱気手段と該微粒子化手段とを気密に接続したパイプであって、前記脱気手段によって溶存気体が脱気された原料を微粒子化手段に送るパイプと、を備え、前記微粒子化手段は、パイプから送られた原料を密閉流路内で磨砕するように構成されることを特徴とするピューレ状食品の製造装置。
前記微粒子化手段は、脱気された原料を乱流させ、衝撃波を発生させることで原料を磨砕する流路を備えていることを特徴とする請求項１に記載のピューレ状食品の製造装置。
所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕することで固形分を含んだ原料を生成し、該原料に圧力を加えることで磨砕し、固形分粒子を微粒子化した粘稠原料を生成する工程を含むピューレ状食品の製造方法であって、
所定のサイズにカッティングした野菜を粗砕して生成された原料に任意の圧力を加えることが可能なまで、固形分を含んだ原料中の溶存気体を脱気する脱気工程と、脱気された原料を気密状態で送る工程と、脱気された原料に圧力を加えて密閉流路内で磨砕することによって原料中の物質の粒径をナノレベルに超微粒子化した粘稠原料を生成する磨砕工程とを含むことを特徴とするピューレ状食品の製造方法。
前記磨砕工程では、脱気された原料に１回のみ圧力を加えることを特徴とする請求項３に記載のピューレ状食品の製造方法。